Estudio de los mecanismos de toma de decisiones celularesregulación génica de la especificación y diferenciación del sistema ocelar de drosophila

Resumen

La diferenciación de tejidos y órganos requiere que las células intercambien información en el espacio y el tiempo. La información espacial se transmite a través de los morfógenos: moléculas que difunden a lo largo de las células receptoras en forma de gradiente espacial. Las células traducen el gradiente en patrones de expresión de genes espacio/dependientes y comportamiento celular. Pero ¿Pueden los gradientes de concentración conferir, también, información temporal? En esta tesis estudiamos el papel del morfógeno Hedgehog (Hh) en el desarrollo de la retina ocelar de Drosophila. Demostramos, por primera vez, que una fuente estática de morfógeno confiere información espacio/temporal y desencadena un proceso dinámico de diferenciación. Ésta ocurre en forma de ola de FRs, reclutados con velocidad constante como respuesta a un gradiente no-lineal de Hh. La señalización de Hh promueve la expresión de su principal receptor, patched (Ptc), que es reprimido a nivel transcripcional y eliminado de la membrana celular de los FRs a medida que éstos se diferencian. Es la dinámica de expresión/represión de Ptc lo que confiere a las células la propiedad de transformar la señal no-lineal en una respuesta lineal organizada, donde el gradiente de Hh marca el ritmo de diferenciación. Este hecho fue confirmado al incluir la represión de Ptc en un modelo matemático que representa la señalización de Hh en los ocelos. Además de los FRs encontramos otro fenotipo no neuronal originado por la coordinación de la vía de Hh con la de EGFR que señaliza a través de vein (Vn) y activa pointed (Pnt) en la región competente. Finalizada la diferenciación, los FRs conectan con el cerebro central donde se localiza el árbol neural ocelar, el cual hemos descrito genéticamente demostrando que es mucho más diverso y complejo al estudiado en otros insectos.